机械手-基于ADAMS的四自由度机械手运动学仿真.pdf

下载后可在附件框中得到完整Word文档 目 录 1引言 1 1.1工业机械手研究现状 1 1.2工业机械手的功能及应用 1 1.3本文研究内容及研究意义 3 2工程机械仿真简介 3 2.1概述 3 2.2工程机械仿真的思想、内容和特点 3 2.3参数化设计概念 4 2.4工程机械零部件参数化仿真设计 4 3PRO/E功能介绍 5 3.1引言 5 3.2PRO/E对三维模型的处理 5 3.2.1Pro/E的三维模型创建功能 5 3.2.2Pro/E建模的一般过程6 3.2.3利用族表实现零件系列化设计6 3.3PRO/E的特点及产品外观造型设计 6 4ADAMS功能介绍 9 4.1ADAMS概述 9 4.2 ADAMS基本功能9 4.3ADAMS和P /E之间的数据转换 11 RO 5仿真分析 12 5.1仿真流程图 12 5.2模型建立 13 5.2.1利用Pro/E建立机构模型 13 5.2.2ADAMS仿真模型等效转换 14 5.3ADAMS仿真 15 5.3.1仿真设置 15 5.3.2仿真结果 15 6运动学分析 17 6.1建立坐标系 17 6.2运动学分析 17 7结束语 19 下载后可在附件框中得到完整Word文档 参考文献20 致谢错误！未定义书签。 下载后可在附件框中得到完整Word文档 1 引言 1.1 工业机械手研究现状 随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断发展，机器人仿真系统在机 器人设计和研究方面，发挥着重要的作用，它可应用于机器人的许多方面，已成 为机器人学的一个重要分支。例如：可帮助研究人员了解机器人工作空间的形态 及极限；还能帮助研究人员了解机器人工作空间的形态与合理性；可用于分析检 验轨迹规划和作业规划的正确性与合理性；可为离线编程技术的研究提供一种极 为有效的验证手段；可以用于实时检测机器人与作业环境之间的碰撞与干涉以保 证整个生产单元的安全等。此外，仿真技术还可以帮助用户选择适合特定作业环 境的机器人类型。 机械手是近年来发展起来的综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算 机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的必威体育精装版科研成果，代表了机电一 体化的最高成就，是目前科技发展最活跃的领域之一。 工业机械手的性能，要求不断提高工作精度和作业速度，增加机构的自由度， 提高通用性和灵活性，同时还要求降低成本，控制简单，安全可靠。因此，工业 机械手的研究处于机械手研究的前沿。 多自由度机械手已经得到了广泛的研究，但自由度较少的工业机械手，以其 造价低廉、结构紧凑、刚度高、定位精度高、响应速度快、实用性强等优势，有 极高的性价比，在实际工业市场得到了广泛的应用。水平多关节工业机械手由于 精度高、运动速度快，串联四自由度导致其靠后的驱动电机和传动系统都位于运 动着的臂上，导致系统惯性增加，系统动力性能恶化；又由于串联机构求正解较 容易，而求逆解则较困难，因此运动学与动力学计算困难，导致在设计中必须放 宽各种设计参数；还因为机器较重，并进一步导致驱动部分变大，系统响应速度 降低，大型驱动部分难以取得较高的精度。 1.2 工业机械手的功能及应用 机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许 多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。 在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化 水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难 以完成的或者危险的工作。可是在机械工业中，加工、装配等生产很大程度上不 1 下载后可在附件框中得到完整Word文档 是连续的。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产；金 属加工生产批量中有四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零 件生产时间的5%。从这里可以看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，